fiza sciaga, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, Fizyka, fiza


Postać różniczkowa

Postać całkowa

Nazwa

Zjawisko fizyczne opisywane przez równanie

0x01 graphic

0x01 graphic

Zmienne w czasie pole magnetyczne wytwarza pole elektryczne.

0x01 graphic

0x01 graphic

prawo Ampčre'a rozszerzone
przez
 Maxwella

Przepływający prąd oraz zmienne pole elektryczne wytwarzają wirowe pole magnetyczne.

0x01 graphic

0x01 graphic

Źródłem pola elektrycznego są ładunki.

0x01 graphic

0x01 graphic

Pole magnetyczne jest bezźródłowe, linie pola magnetycznego są zamknięte.

Diamagnetyzm - zjawisko polegające na indukcji w ciele znajdującym się w zewnętrznym polu magnetycznym pola przeciwnego, osłabiającego działanie zewnętrznego pola. Zjawisko odwrotne do diamagnetyzmu to paramagnetyzm.

Paramagnetyzm - zjawisko magnesowania się makroskopowego ciała w zewnętrznym polu magnetycznym w kierunku zgodnym z kierunkiem pola zewnętrznego. Substancja wykazująca takie własności to paramagnetyk, jest on przyciągany przez magnes, jednak znacznie słabiej niż ferromagnetyk. W niezbyt niskich temperaturach oraz dla niezbyt silnych pól magnetycznych paramagnetyki wykazują liniową wielkość namagnesowania od pola zewnętrznego.

W fizyce ferromagnetyk to ciało, które wykazuje własności magnetyczne. Znajdują się w nim obszary stałego namagnesowania (tzw. domeny magnetyczne), wytwarzające wokół siebie pole magnetyczne (jak małe magnesy). Do ferromagnetyków należą m.in. żelazo, kobalt, nikiel i niektóre stopy oraz metale przejściowe z grupy żelaza i metale ziem rzadkich.

Podatność magnetyczna - współczynnik proporcjonalności w równaniu określającym wielkość namagnesowania jako funkcję natężenia pola magnetycznego:

0x01 graphic

gdzie: M - namagnesowanie, χ - objętościowa podatność magnetyczna

H - natężenie pola magnetycznego

W zależności od właściwości substancji jej podatność magnetyczna zmienia się dość zasadniczo. Gdy:

χ < 0 - substancja jest diamagnetykiem, co oznacza że pole magnetyczne jest "wypychane" z takiego ciała (maleje gęstość strumienia pola magnetycznego w porównaniu z próżnią)

χ = 0 - brak podatności, np. dla próżni

χ > 0 - substancja jest paramagnetykiem, co oznacza że pole magnetyczne jest "wciągane" do takiego ciała (rośnie gęstość strumienia pola magnetycznego w porównaniu z próżnią)

χ >> 0 - substancja jest ferromagnetykiem

Fale materii, zwane też falami de Broglie'a jest to, alternatywny w stosunku do klasycznego (czyli korpuskularnego), sposób opisu obiektów materialnych. Według hipotezy de Broglie'a dualizmu korpuskularno-falowego każdy obiekt materialny może być opisywany na dwa sposoby: jako zbiór cząstek, albo jako fala (materii). Obserwuje się efekty potwierdzające falową naturę materii w postaci dyfrakcji cząstek elementarnych a nawet całych jąder atomowych.

Wzór pozwalający wyznaczyć długość fali materii dla cząstki o określonym pędzie ma postać:

0x01 graphic

gdzie: λ - długość fali cząstki, stała Plancka, pęd cząstki. Korpuskularno-falowa natura materii jest jednym z głównych aspektów mechaniki kwantowej: każdy obiekt materialny może przejawiać naturę falową, co oznacza, że może podlegaćzjawiskom dyfrakcji i interferencji.

Równanie Schrödingera jest jednym z podstawowych równań nierelatywistycznej mechaniki kwantowej (obok równania Heisenberga), sformułowanym przez austriackiego fizyka Erwina Schrödingera w 1926 roku. Opisuje ono ewolucję układu kwantowego w czasie. W nierelatywistycznej mechanice kwantowej odgrywa rolę analogiczną do drugiej zasady dynamikiNewtona w mechanice klasycznej.

Najbardziej ogólna postać równania Schrödingera:

0x01 graphic

co w reprezentacji położeniowej przyjmuje postać:

0x01 graphic

Energia potencjalna jest rzeczywistą funkcją skalarną, V = V(r). Łącząc wszystko razem uzyskujemy równanie Schrödingera zależne od czasu:

0x01 graphic

Dokonując rozdzielenia zmiennych uzyskujemy równanie Schrödingera niezależne od czasu. Równanie to stosuje się do tzw. stanów stacjonarnych (tj. takich w których energia nie zmienia się w czasie) i ma ono postać:

0x01 graphic

Równanie Schrödingera dla cząstki o ładunku q i masie spoczynkowej m w polu elektrycznym 0x01 graphic
 i magnetycznym 0x01 graphic
 ma postać:

0x01 graphic

Zasada nieoznaczoności Heisenberga (zasada nieokreśloności) mówi, że istnieją takie pary wielkości, których nie da się jednocześnie zmierzyć z dowolną dokładnością. O wielkościach takich mówi się, że nie komutują. Akt pomiaru jednej wielkości wpływa na układ tak, że część informacji o drugiej wielkości jest tracona. Zasada nieoznaczoności nie wynika z niedoskonałości metod ani instrumentów pomiaru, lecz z samej natury rzeczywistości.

Zasada nieoznaczoności mówi, że nie można z dowolną dokładnością wyznaczyć jednocześnie położenia i pędu cząstki. Odkryta i sformułowana przez Wernera Heisenberga w 1927 roku, jest konsekwencją dualizmu korpuskularno-falowego. Matematyczna postać zasady nieoznaczoności:

0x01 graphic

gdzie: Δx - nieokreśloność pomiaru położenia (odchylenie standardowe położenia),

Δpx - nieokreśloność pomiaru pędu (wariancja pędu), h - stała Plancka.

Jest uogólniana na inne pary (kanonicznie sprzężonych) wielkości fizycznych, np. czas i energię - nie można z dowolną dokładnością wyznaczyć jednocześnie czasu życia nietrwałejcząstki i energii stowarzyszonej z nią fali de Broglie'a:

0x01 graphic

gdzie: ΔE - nieokreśloność pomiaru energii (odchylenie standardowe energii),

Δt - nieokreśloność pomiaru czasu (odchylenie standardowe czasu).

Równania Maxwella, a fale elektromagnetyczne:

Z równań Maxwella w przestrzeni nie zawierającej ładunków (w próżni) wynika:

0x01 graphic

0x01 graphic

Gdzie: H - wektor natężenia pola magnetycznego,

E - wektor natężenia pola elektrycznego.

Równania te są liniowymi równaniami różniczkowymi fali rozchodzącej się z prędkością:

0x01 graphic

gdzie: ε to przenikalność elektryczna, a μ to przenikalność magnetyczna ośrodka, w którym rozchodzi się fala. W próżni prędkość ta jest prędkością światła w próżni i określa ją wzór:

0x01 graphic

gdzie przenikalności z indeksem 0 odnoszą się do próżni. Rozwiązaniem różniczkowych równań Maxwella są równania fali biegnącej. Dla fali płaskiej rozchodzącej się w kierunku x równania te mają postać:

0x01 graphic

0x01 graphic

Gdzie: E0 - amplituda natężenia pola elektrycznego,

H0 - amplituda natężenia pola magnetycznego,

ν - częstotliwość fali elektromagnetycznej, λ - długość fali.

Równania Maxwella i ich rozwiązanie pozwoliło połączyć pole elektryczne i magnetyczne w jedno pole elektromagnetyczne i pokazało bezpośredni związek tego pola ze światłem. Promieniowanie elektromagnetyczne, choć jest falą, jak wynika z równań Maxwella, jest równocześnie strumieniem kwantów - fotonów. Im mniejsza długość fali, tym bardziej ujawnia się cząsteczkowa natura promieniowania elektromagnetycznego. Energia kwantu zależy od długości fali zgodnie ze wzorem:

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
sciaga 2, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, Fizyka 2, ściąga
Modele budowy atomu, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, Fizyka 2
WYKRES73, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
Fizzad2, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
STOS-EM, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
Fizyka21, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
FizWyks2, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
065S~1, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
FizPrad, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
051C~1, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
SUCHY73, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
062C~1, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
065A~1, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
LAB9, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
CW71, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka
063A~1, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, fizyka1, fiza, fizyka

więcej podobnych podstron